เนื้อหา

การควบคุมดาวเทียม THEOS จะมีระบบย่อยภายในระบบควบคุมดาวเทียม ประกอบไปด้วย 4 ส่วนหลัก คือ

     1. Satellite Control Center - SCC มีหน้าที่ Monitor สถานภาพการทำงานของดาวเทียม ติดต่อกับดาวเทียมในช่วงแต่ละวันที่ดาวเทียมโคจรผ่านสถานี เตรียมคำสั่งเพื่อสั่งให้ดาวเทียมทำงานตามที่ต้องการ ส่งคำสั่งที่เตรียม และรับข้อมูลเพื่อนำมาวิเคราะห์สถานะภาพการทำงานของดาวเทียม

     2. Flight Dynamic System - FDS มีหน้าที่ใช้ข้อมูลทาง GPS เพื่อคำนวณหาวงโคจร และตำแหน่ง ของดาวเทียม THEOS ที่แม่นยำ เพื่อส่งต่อให้กับส่วนการทำงานอื่นๆ เช่น ส่วนการจานดาวเทียมเพื่อการ Tracking ตรวจสอบและคำนวณตำแหน่งเพื่อการปรับแก้วงโคจรของดาวเทียมให้ถูกต้อง

     3. Mission Planning Center - MPC มีหน้าที่ รวบรวมข้อมูลความต้องการภาพถ่ายของผู้ใช้ในแต่ละวันทั้งหมด เพื่อนำไปคำนวณเป็นแผนการถ่ายภาพสำหรับดาวเทียม คำนวณลำดับการถ่ายภาพที่เหมาะสม เพื่อใช้งานดาวเทียมได้อย่างคุ้มค่าที่สุด

     4. S-band Station มีหน้าที่รับสัญญาณและส่งสัญญาณ เพื่อการติดต่อกับดาวเทียม ในช่วงคลื่น  Visibility เป็นเสมือน Gate way ระหว่างสถานีควบคุมภาคพื้นดินกับดาวเทียม THEOS จานรับสัญญาณดาวเทียมระบบ X-Band จะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 13 เมตร และจานส่งสัญญาณดาวเทียมระบบ S-Band มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 4.5 เมตร 

     การโคจรของดาวเทียม THEOS ซึ่งเป็นดาวเทียมสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ มีการโคจรแบบสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ (Sun Synchronous) การโคจรแบบนี้ดาวเทียมจะโคจรในแนวเหนือและใต้ของขั้วโลกโดยอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 830 กิโลเมตร และในการโคจรของดาวเทียม THEOS รอบโลก 1 รอบใช้เวลา  101.46 นาที และการโคจรกลับมาซ้ำรอบวงโคจรเดิม (Cycle) ใช้เวลา  26 วัน ดังภาพ

 

ภาพแสดงวิถีการโคจรของดาวเทียมแบบ Sun Synchronous
ที่มา : http://www.kmitl.ac.th/jkmitl/vol15no3/03.pdf

     จากการโคจรดังกล่าวจึงทำให้ดาวเทียม THEOS ต่างจากดาวเทียมค้างฟ้า เพราะดาวเทียมค้างฟ้า จะมีทิศทางการโคจรทวนเข็มนาฬิกาเหมือนทิศทางการหมุนของโลก และดาวเทียมค้างฟ้า เป็นดาวเทียมที่ลอยอยู่บนท้องฟ้า ทำหน้าที่ขยายและทบทวนสัญญาณข้อมูล รับและส่งสัญญาณข้อมูลกับสถานีดาวเทียมที่อยู่บนพื้นโลก ดาวเทียมจะหมุนไปตามการหมุนของโลกซึ่งมีตำแหน่งคงที่เมื่อเทียบกับตำแหน่งบนพื้นโลก ดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นไปให้ลอยอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 23,300 กม.

    ดาวเทียม THEOS เมื่ออยู่ในอวกาศ ก็จะมีการโคจรร่วมกับสิ่งต่างๆ มากมาย อาทิเช่น สะเก็ดดาวดาวเคราะห์ต่างๆ และวัตถุในอวกาศ จึงทำให้ต้องมีการทำงานร่วมกับนานาประเทศในการรับข้อมูลข่าวสารเพื่อรับการแจ้งเตือนล่วงหน้าหากมีวัตถุในอวกาศหลุดเข้ามาสู่วงโคจรของดาวเทียม THEOS ซึ่งภายหลังจากที่ได้รับข้อมูลการแจ้งเตือนแล้วทางสถานีควบคุมจะทำการป้อนคำสั่งควบคุมดาวเทียม THEOS ให้หลีกเลี่ยงวัตถุในอวกาศดังกล่าว โดยการควบคุมดาวเทียมนี้มีทั้งที่เป็นการทำงานแบบ Online และแบบ Offline โดยการทำงานแบบ Online คือการที่ข้อมูลของภาพถ่ายถูกส่งมายังสถานีภาคพื้นในทันทีขณะที่ดาวเทียมเคลื่อนที่ผ่านยังจุดที่ต้องการ ส่วนการทำงานแบบ Offline คือ ภาพถ่ายที่ดาวเทียมบันทึกได้จะถูกบันทึกไว้ที่หน่วยความจำ และข้อมูลดังกล่าวทางสถานีภาคพื้นจะดึงมาใช้ในภายหลัง

     จากที่กล่าวมาข้างต้นจะกล่าวถึงระบบควบคุมดาวเทียม แต่ถ้าหากกล่าวถึงการทำงานของระบบดาวเทียม THEOSระบบดาวเทียมธีออส ประกอบไปด้วย 2 ส่วนหลัก ๆ ได้แก่ ส่วนอวกาศ (Space Segment)และส่วนภาคพื้นดิน (Ground Segment) ซึ่งในส่วนของการทำงานของภาคพื้นดิน จะประกอบไปด้วยการทำงานหลักๆ ดังนี้

          1.ส่วนควบคุมภาคพื้นดิน (Control Ground Segment ; CGS)

          2. ส่วนรับและประมวลผลภาพภาคพื้นดิน (Image Ground Segment ; IGS)

ภาพแสดงการทำงานในส่วนของภาคพื้นดิน (Ground Segment)

     1. ส่วนควบคุมภาคพื้นดิน ( Control Ground Segment ; CGS )ประกอบไปด้วย 3 ส่วนดังนี้

          1.1 ศูนย์วางแผนการถ่ายภาพ( Mission Planning Center ; MPC) เป็นศูนย์จัดการเรื่องการร้อง ขอใช้บริการข้อมูล  เพื่อจัดทำเป็นแผนการใช้งานอุปกรณ์การถ่ายภาพ (Payload Programming Plan) โดยพิจารณากำหนดอุปกรณ์และมุมการถ่ายภาพและข้อมูลอื่นๆ ที่อาจเป็นข้อจำกัดในการถ่ายภาพ  เช่น  ข้อมูลอุตุนิยมวิทยาความสามารถการบันทึกภาพบนตัวดาวเทียม, ช่วงเวลาในการส่งสัญญาณข้อมูลให้กับสถานีรับ  และแผนการถ่ายภาพ (Payload Work Plan) จะมีการกำหนดเป็นประจำวัน  และถูกส่งให้กับศูนย์ควบคุมดาวเทียม   (Satellite Control Center)  เพื่อแปลงเป็น “ คำสั่ง “ ( Telecommand )  ส่งสัญญาณผ่านสถานีส่ง (S-band Station)  ไปยังดาวเทียมส่วนตารางเวลาการรับภาพและไฟล์ข้อมูลเส้นทางโคจรของดาวเทียม (Pass file) จะถูกส่งให้กับสถานีรับ ( X-band Station ) เพื่อเตรียมปรับจานรับสัญญาณดาวเทียม ในการรับสัญญาณข้อมูลกำหนดเป็นประจำวัน  และถูกส่งให้กับศูนย์ควบคุมดาวเทียม (Satellite Control Center)  เพื่อแปลงเป็น“ คำสั่ง “  ( Telecommand )  ส่งสัญญาณผ่านสถานีส่ง (S-band Station)  ไปยังดาวเทียมส่วนตารางเวลาการรับภาพและไฟล์ข้อมูลเส้นทางโคจรของดาวเทียม( Pass file) จะถูกส่งให้กับสถานีรับ ( X-band Station ) เพื่อเตรียมปรับจานรับสัญญาณดาวเทียม ในการรับสัญญาณข้อมูล

          1.2 ศูนย์ควบคุมดาวเทียม (Satellite Control Center ; SCC) ทำหน้าที่ในการเฝ้าระวังและควบคุมดาวเทียมตั้งแต่เริ่มปล่อยจากพื้นโลก  จนถึงช่วงเข้าสู่วงโคจรทั้งในสภาวะปกติและในช่วงที่มีเหตุฉุกเฉิน  โดยการจัดการและประมวลผลข้อมูลสถานะของดาวเทียม (Housekeeping Telemetry)  เพื่อประเมินสถานะและการทำงานของตัวดาวเทียมรวมทั้งจัดเตรียมตรวจสอบ ส่งสัญญาณคำสั่ง (Telecommand) แผนการทำงานของทั้งตัวดาวเทียม และอุปกรณ์ถ่ายภาพซึ่งได้รับมาจาก MPC (ศูนย์วางแผนการถ่ายภาพ)

          1.3 ระบบควบคุมวงโคจร ( Flight Dynamics System ; FDS) ทำหน้าที่ควบคุมวงโคจร ดาวเทียม ( Orbit Determination and Orbit Prediction ) แล้วนำค่ามุมภาค ( Azimuth ) และ มุมเงย ( Elevation ) ที่ได้จากการคำนวณแนวการโคจรของดาวเทียมจากระบบส่งให้กับสถานีรับสัญญาณข้อมูล  เพื่อใช้ในการปรับจานรับสัญญาณดาวเทียม (Tracking Antenna) รวมถึงคำนวณค่าความเร็ว  และตำแหน่งที่จะต้องปรับดาวเทียมเพื่อให้ได้วงโคจรตามที่ต้องการ  หรือที่ควรจะเป็น (Orbit Maneuvers)

     2. ส่วนรับและประมวลผลภาพภาคพื้นดิน( Image Ground Segment ; IGS )กระบวนการรับสัญญาณและประมวลผลข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม  สามารถแบ่งเป็นขั้นตอนได้ 4 ขั้นตอนย่อยตามลำดับหน้าที่ ดังนี้

          2.1 สถานีรับภาพ ( Image Receiving Station)  ทำหน้าที่รับสัญญาณข้อมูลภาพโดยสถานีรับสัญญาณ ( X-band  Station) ซึ่งมีการควบคุมทิศทางของจานรับสัญญาณดาวเทียม (Antenna ) ให้เคลื่อนที่หันตามดาวเทียม  ในระหว่างที่รับสัญญาณข้อมูลและสัญญาณดังกล่าวจะถูกขยายให้มีกำลังแรงขึ้นโดยอุปกรณ์ขยายสัญญาณที่เรียกว่า  Low Noise Amplifier แล้วลดความถี่ของสัญญาณข้อมูล และทำการแปลงสัญญาณที่อยู่ในรูปของคลื่นวิทยุให้เป็นสัญญาณข้อมูลแบบดิจิตอล ( ECL Bit Stream ) เพื่อส่งให้กับหน่วยประมวลผลข้อมูลต่อไป

          2.2 การประมวลผลภาพ (Image Processing) หลังจากได้รับสัญญาณข้อมูลดิจิตอลจากสถานีรับ แล้วระบบจะทำการประมวลผลข้อมูล  เพื่อให้ได้ข้อมูลภาพตามความต้องการของผู้ใช้บริการ ข้อมูลโดยมีขั้นตอน คือ ขั้นตอนการแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นข้อมูลภาพ และทำการบันทึกลงเทปบันทึกข้อมูล ( Ingestion), แสดงภาพขณะที่ ทำการรับสัญญาณ ( Moving Window Player) ซึ่งช่วยให้พนักงานสามารถตรวจสอบข้อมูลภาพได้ในเบื้องต้น,ขั้นการจัดเก็บข้อมูลดิบของภาพในระบบฐานข้อมูล (Archiving) ขั้นการจัดทำเป็นแคตาลอก (Catalogue) สําหรับผู้ใช้บริการ  ข้อมูลในการสืบค้นและตรวจสอบว่ามีภาพตามความต้องการอยู่ในฐานข้อมูลหรือไม่  และขั้นการประมวลผลและปรับแก้ข้อมูล (Processing) เพื่อให้มีคุณภาพข้อมูลตามระดับความต้องการของผู้ใช้บริการ  โดยต้องมีการปรับแก้ความเพี้ยนของสัญญาณ ( radiometric correction) และความเพี้ยนของภาพ ( geometric correction ) 

          2.3การตรวจสอบคุณภาพ (Quality Check) คือการตรวจสอบคุณภาพข้อมูลภาพก่อนส่งให้กับลูกค้า

          2.4 การพิมพ์และจัดส่งภาพ ( Product Edition and Delivery)  คือการจัดพิมพ์ข้อมูลภาพและการจัดส่งให้กับผู้ใช้บริการข้อมูลในรูปแบบที่เหมาะสม เช่น CD-Rom, ภาพพิมพ์สี


วีดิทัศน์ เรื่องวงโคจรดาวเทียมไทยโชต


วีดิทัศน์ เรื่องการควบคุมดาวเทียมไทยโชต